热传导性片用树脂组合物、带有基材的树脂层、热传导性片和半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热传导性片用树脂组合物、带有基材的树脂层、热传导性片和半导体 装置。
【背景技术】
[0002] 以往已知将绝缘概双极晶体管（IGBT ;Insulated Gate Bipolar Transistor)和 二极管等半导体芯片、电阻以及电容器等电子部件搭载于基板上而构成的变频器装置或动 力半导体装置。
[0003] 这些电力控制装置根据其耐压和电流容量应用于各种设备。尤其是从近年的环境 问题、节能化推进的观点出发，这些电力控制装置面向各种电动机械的使用正逐年扩大。
[0004] 尤其是关于车载用电力控制装置，要求其小型化、省空间化且将电力控制装置设 置于引擎室内。引擎室内为温度高、温度变化大等严酷的环境，因此需要具有绝缘性和散热 性更加优异的部件。
[0005] 例如，专利文献1中公开了一种将半导体芯片搭载于引线框等支撑体，将支撑体 和与散热器连接的散热板用绝缘树脂层粘接而成的半导体装置。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2011-216619号公报
【发明内容】
[0009] 但是，这样的半导体装置仍然不能充分满足散热性。因此，存在使电子部件的热向 外部导热变得困难的情况，该情况下，半导体装置的性能降低。
[0010] 根据本发明，提供一种热传导性片用树脂组合物，其含有热固化性树脂和分散于 上述热固化性树脂中的填充材料，上述填充材料含有满足以下条件（a)、（b)和（c)的二次 聚集粒子。
[0011] (a)在中心部形成有空隙，
[0012] (b)形成有从上述空隙出发而与上述二次聚集粒子的外表面连通的连通孔，
[0013] (c)相对于上述空隙的平均空隙直径的上述连通孔的平均孔径之比为0.05~ 1. 0〇
[0014] 另外，根据本发明，提供一种带有基材的树脂层，具备：
[0015] 由上述热传导性片用树脂组合物构成的树脂层，以及
[0016] 设置于上述树脂层的至少一面的基材。
[0017] 另外，根据本发明，提供一种热传导性片，其由上述热传导性片用树脂组合物形 成。
[0018] 另外，根据本发明，提供一种半导体装置，其具备：金属板、设置于上述金属板的第 1面侧的半导体芯片、在上述金属板的与上述第1面相反侧的第2面接合的热传导材以及将 上述半导体芯片和上述金属板密封的密封树脂，上述热传导材由上述热传导性片形成。
[0019] 根据本发明，能够提供可实现耐久性高的半导体装置的热传导性片用树脂组合物 和耐久性高的半导体装置。
【附图说明】
[0020] 将上述的目的、其他目的、特征和优点通过以下所述的适当的实施方式及其附带 的以下附图进一步明确。
[0021] 图1是本发明一实施方式的二次聚集粒子的示意截面图。
[0022] 图2是本发明一实施方式的热传导性片的示意截面图。
[0023] 图3是本发明一实施方式的半导体装置的截面图。
[0024] 图4是本发明一实施方式的半导体装置的截面图。
[0025] 图5是表示实施例1中使用的填充材料的电子显微镜照片的图。
[0026] 图6是表示比较例1中使用的填充材料的电子显微镜照片的图。
【具体实施方式】
[0027] 以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明，所有的附图中，同样的 构成要素标以相同符号，为了不重复，其详细说明适当省略。此外，图是示意图，未必与实际 的尺寸比率一致。此外，只要"~"没有特别说明，则表示以上至以下。
[0028] 首先，对本实施方式涉及的热传导性片用树脂组合物和热传导性片进行说明。图 1是本发明一实施方式的二次聚集粒子144的示意截面图。图2是本发明一实施方式的热 传导性片140的示意截面图。
[0029] 以下，为了简化说明，将半导体装置100的各构成要素的位置关系（上下关系等） 设为各图所示的关系进行说明。但是，该说明的位置关系与半导体装置1〇〇的使用时或制 造时的位置关系无关。
[0030] 本实施方式的热传导性片用树脂组合物和热传导性片140含有热固化性树脂 (A) 145和分散于热固化性树脂（A) 145中的填充材料（B)。
[0031] 填充材料（B)含有满足以下条件（a)、（b)和（c)的二次聚集粒子144。
[0032] (a)在中心部形成有空隙146，
[0033] (b)形成有从空隙146出发而与二次聚集粒子144的外表面连通的连通孔148，
[0034] (c)相对于空隙146的平均空隙直径的连通孔148的平均孔径之比为0. 05~1. 0。
[0035] 应予说明，本实施方式中，热传导性片140是指B阶段状态的热传导性片。另外， 将热传导性片140应用于半导体装置，并使其固化而得的部件称为"热传导材"。
[0036] 热传导性片设置于例如要求半导体装置内的高热传导性的接合界面，促进从发热 体向散热体的热传导。由此，抑制半导体芯片等的因特性变动引起的故障，实现半导体装置 的稳定性的提尚。
[0037] 作为应用本实施方式的热传导性片140的半导体装置的一个例子，例如，可举出 将半导体芯片设置于散热器（金属板）上，在散热器的与接合有半导体芯片的面相反侧的 面上设置热传导材140的结构。
[0038] 另外，作为应用本实施方式涉及的热传导性片的半导体封装件的其他例子，可举 出具备热传导材140、在热传导材140的一面接合的半导体芯片、在上述热传导材的与上述 一面相反侧的面接合的金属部件、以及将上述热传导材、上述半导体芯片和上述金属部件 密封的密封树脂。
[0039] 通过使用本实施方式涉及的热传导性片140,能够实现耐久性高的半导体装置。其 理由虽不明确，但认为是以下的理由。
[0040] 根据本发明人的研究，明确了使用以往的热传导性片的半导体装置在汽车的引擎 室内等温度变化剧烈的环境下长时间放置时，会产生热传导性片的热传导率的降低和部分 放电等，半导体装置的散热性和/或电绝缘性降低。因此，以往的半导体装置耐久性差。
[0041] 相对于此，使用本实施方式涉及的热传导性片140的半导体装置即使在温度变化 剧烈的环境下耐久性仍然优异。作为其理由，认为是由于本实施方式涉及的热传导性片140 为难以产生空隙的结构，且热传导性片140中均匀分散有二次聚集粒子144。
[0042] 首先，二次聚集粒子144(a)在中心部形成有空隙146,（b)形成有从空隙146出 发与二次聚集粒子144的外表面连通的连通孔148。如果是这样的结构，则热固化性树脂 145能够从二次聚集粒子144的外表面和连通孔148内部双方浸渍于二次聚集粒子144的 内部，因此二次聚集粒子144的热固化性树脂145的浸入性优异。因此，能够抑制热传导性 片140中的空隙的产生等，并能够抑制热传导性片140的热传导性的降低。
[0043] 另外，对于二次聚集粒子144,（c)连通孔148与空隙146的平均空隙直径的平均 孔径之比为0. 05~1. 0。如果为这样的结构，则二次聚集粒子144间的接触面积增加，能够 提高热传导性片140的热传导性。
[0044] 另外，满足上述条件（a)、（b)和（c)的二次聚集粒子144与以往的二次聚集粒 子相比，外观比重小，在热固化性树脂中容易上浮。因此，在热传导性片140的制造阶段难 以发生沉降，能够均匀分散于热传导性片140中。由此，即使在温度变化剧烈环境下长时 间防止，也难以发生热传导性片140 (热传导材）的膜厚的变化等，能够抑制在热传导性片 140(热传导材）与半导体芯片之间或热传导性片140(热传导材）与基板间的剥离等，并能 够抑制半导体装置的散热性和/或电绝缘性的降低。
[0045] 根据以上理由，推测使用本实施方式的热传导性片140时，能够得到耐久性优异 的半导体装置。
[0046] 热传导性片140设置于例如半导体芯片等发热体与搭载该发热体的引线框、配线 基板（内插器）等基板之间，或者，设置于该基板与散热器等散热部件之间。由此，能够将 由上述发热体产生的热，有效地扩散至半导体装置的外部。因此，能够提高半导体装置的耐 久性。
[0047] 热传导性片140的平面形状没有特别限制，能够根据散热部件和发热体等的形状 进行适宜选择，例如，可以为矩形。热传导性片的膜厚优选为50 μπι~500 μπι。由此，实现 机械强度和耐热性的提高，同时能够将由发热体产生的热更有效地传导至散热部件。
[0048] 本实施方式的热传导性片用树脂组合物和热传导性片140含有热固化性树脂 (Α) 145和分散于热固化性树脂（Α) 145中的填充材料（Β)。
[0049] (热固化性树脂⑷）
[0050] 作为热固化性树脂（Α)，例如可举出环氧树脂、氰酸酯树脂、聚酰亚胺